磁流体发电

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　　磁流体发电是一种新型的高效发电方式，其定义为当带有磁流体的等离子体横切穿过磁场时，按电磁感应定律，由磁力线切割产生电；在磁流体流经的通道上安装电极和外部负荷连接时，则可发电^[1]。

　　磁流体发电是一种高效、低污染的发电技术,相对于其他发电方式,磁流体发电具有输出功率大、结构紧凑的优点,在短时、高功率电源领域运用有着不可替代的性能优势^[2]。

　　磁流体发电的基本原理是根据法拉第电磁感应定律,让具有一定电导率的高温等离子气体,以一定的速度通过与它相互垂直的磁场,切割磁力线而产生感应电动势,从而产生电能。

　　(1)环保。磁流体发电虽然也使用煤炭、石油等燃料，但由于它使用的是细煤粉，而且高温气体还掺杂着少量的钾、钠和铯的化合物等，容易和硫发生化学反应．生成硫化物．在发电后回收这些金属的同时也将硫回收了。所以这是一种低污染的煤气发电技术。

　　(2)发电效率。磁流体发电的最大好处是可以大大提高发电效率。普通的火力发电．燃烧燃料释放的能量中．只有20％变成了电能。而且，人们从理论上推算出．火力发电的效率提高到40％就已达到了极限。而用磁流体发电．可以将从磁流体发电管道里喷出来的废气，驱动另一台汽轮发电机．形成组合发电装置．这种组合发电的效率可以达到50％。如果解决好一些技术上的问题．发电效率还有望进一步提高到60％以上。

　　(3)直流系统。磁流体发电产生的是直流电。送电容量和稳定性是扩大交流系统的巨大障碍 直流系统可以稳定地输送大功率的电力。而且．随着半导体技术的发展．高电压大电流的晶阐管也能制造出来。所以高电压直流输电可以很容易地实现

　　为了使磁流体具有足够的电导率，需在高温和高速下，加上钾、铯等碱金属和加入微量碱金属的惰性气体作为工质，以利用非平衡电离原理来提高电离度．前者直接利用燃烧气体穿过磁场的方式为开环磁流体发电；后者通过换热器将工质加热后再穿过磁场为闭环磁流体发电．磁流体发电按工质的循环方式分为开式循环系统、闭式循环系统和液态金属循环系统．

　　最简单的开式磁流发电机由燃烧室、发电通道和磁体组成．工作过程是：在燃料燃烧后产生的高温燃气中，加入易电离的钾盐或钠盐，使其部分电离，经喷管加速，产生温度达3000℃，速度达1000m／s的高温高速导电气体，导电气体穿越置于强磁场中的发电通道，做切割磁力线的运动，感生出电流．

　　磁流体发电技术的改进及应用的技术特点是：设计合适的磁场通道，把电解质溶液经泵的加压后，使其高速通过磁场通道，溶液中的正负离子相互分离，并可产生无离子的水．此技术适用于海水淡化及综合利用、烧碱生产和造纸厂污水处理，将污水中酸、碱、可溶性盐类物质与水进行分离，同时为处理的污水中提供离子态的氧，加速污水的净化过程、淡水养殖业产生富氧水流、氢气和氧气制备、重金属冶炼，利用重金属盐的水溶性和重金属不易与水发生反应的特性，对重金属盐溶液进行处理，使重金属原子沉集到磁场通道的一定区域并进行收集，达到冶炼的目的等方面．此技术与现有的蒸馏法、电渗析法、膜渗透法等海水淡化工艺相比，具有设备结构简单、节省能源、效率高、综合利用性强等优点．在水资源日益短缺的今天，此技术的运用有着极广的发展前景和巨大的经济效益．与燃煤磁流体发电技术相比，此技术有着本质的不同，运用领域广，无污染。

　　燃煤磁流体发电技术也称为等离子体发电，它是磁流体发电的一种典型应用．燃烧煤而得到的高温等离子气体以高速流过强磁场时，气体巾的电子受磁力作用，沿着与磁力线垂直的方向流向电极，发出直流电，经直流逆变为交流送入交流电网．

　　磁流体发电本身的效率仅2O%左右，但由于其排烟温度很高，从磁流体排出的气体可送往一般锅炉继续燃烧成蒸汽，驱动汽轮机发电，组成高效的联合循环发电，总的热效率可达5O%～ 6O%，它是目前正在开发中的高效发电技术中最高的．同样，它可有效地脱硫，有效地控制NO₂的产生，也是一种低污染的煤气化联合循环发电技术。

　　在磁流体发电技术中，高温陶瓷不仅关系到在2000～3000K磁流体温度下能否正常工作，而且涉及通道的寿命，也是燃煤磁流体发电系统能否正常工作的关键，目前高温陶瓷的耐受温度最高已可达到3090K。